何事?何人?何時?三要素讀懂我國天然氣水合物第二輪試採

◎潘冰/文

3月26日,自然資源部召開我國海域天然氣水合物第二輪試採成果彙報視頻會,宣佈我國第二輪天然氣水合物試採取得成功,標誌著我國成為全球首個採用水平井鑽採技術試採海域天然氣水合物的國家,實現了從“探索性試採”向“試驗性試採”的重大跨越。

喜訊一出,立刻成為萬眾關注的焦點,產生廣泛影響。下面就讓我們深入瞭解一下這輪試採為何如此振奮人心。

何事:第二輪試採成果喜人

何事?何人?何時?三要素讀懂我國天然氣水合物第二輪試採

中國地質調查局聯合中國石油天然氣集團、北京大學等國內外70餘家單位近千名業務骨幹,經過兩年多的集中攻關,於2019年10月正式啟動第二輪試採海上作業。試採團隊克服了深海淺軟地層水平井鑽採技術無先例可循和惡劣海況、新冠肺炎疫情等困難,於2020年2月17日試採點火,至3月18日,完成預定目標任務。

本輪試採取得一系列重大突破——

一是創造了“產氣總量、日均產氣量”兩項世界紀錄,實現了從“探索性試採”向“試驗性試採”的重大跨越。本輪試採1個月產氣總量86.14萬立方米、日均產氣量2.87萬立方米,是第一輪60天產氣總量的2.8倍。試採攻克了深海淺軟地層水平井鑽採關鍵核心技術,實現產氣規模大幅提升,為生產性試採、商業開採奠定了技術基礎,也讓我國成為了全球首個採用水平井鑽採技術試採海域天然氣水合物的國家。

二是自主研發了一套實現天然氣水合物勘查開採產業化必需的關鍵技術裝備,提高了深海探測與開發能力。試採形成了六大類32項關鍵技術,其中6項領先優勢明顯;研發了12項核心裝備,其中控制井口穩定的裝置吸力錨打破了國外壟斷。這些技術裝備不僅為推進天然氣水合物產業化提供了有力保障,而且在海洋資源開發、涉海工程等領域具有廣闊應用前景。

三是創建了環境保護和監測體系。自主創新形成覆蓋試採全過程的環境風險防控技術體系,構建了大氣、水體、海底、井下“四位一體”環境監測體系。監測結果表明,試採過程中甲烷無洩漏,未發生地質災害。

何人:中國地質調查局全力以赴

何事?何人?何時?三要素讀懂我國天然氣水合物第二輪試採

第一輪試採成功後,中國地質調查局認真貫徹落實中共中央、國務院2017年5月18日賀電精神,積極做好第二輪試採理論技術攻關和工程準備:成立第二輪試採現場指揮部,統一指揮,集智攻關,形成了以中國地質調查局廣州海洋地質調查局為核心層,勘探技術研究所、油氣資源調查中心等局直屬單位為緊密層,北京大學等科研單位為協作層的科技攻關團隊。

在試採思路方面,創新提出利用水平井開採天然氣水合物的思路。因為水平井穿越儲層的長度更長,與儲層的接觸面積更大,從而能夠有效提高產氣規模。但是,水平井對技術、工藝和裝備的要求更高,施工難度更大,尤其是在深海淺軟地層中實現水平井鑽採,井口井壁不易穩定、造斜難度大定等一系列世界性難題。圍繞這些難題,科研人員開展了有針對性的理論技術研究。

在理論研究方面,深入總結分析了第一輪試採獲取的647萬組數據,完善豐富了“系統成藏”和“三相控制”理論,為本輪試採提供了全方位的理論支撐。

在技術攻關方面,充分發揮中國地質調查局整體業務優勢,建立了陸地、海上5個試驗場,自主創新,聯合攻關,優化完善水平井鑽井工藝,錘鍊工藝技術細節,遵循認識、實踐、再認識、再實踐的科學探索規律,經過不懈攻關和努力,最終形成了以水平井為核心的32項關鍵技術,自主研發了以吸力錨為代表的12項核心裝備。

在工程準備方面,試採科研團隊經過反覆研究、推演和模擬演練,細化了施工細節。優選“藍鯨Ⅱ號”鑽井平臺作為試採平臺,並設立前方基地,完成長線和大宗物資採購,落實海上作業保障條件。

在工程施工方面,試採科研團隊克服了深海淺軟地層水平井鑽採技術無先例可循、惡劣海況等困難,特別是施工關鍵期正值新冠肺炎疫情防控最吃勁階段,現場指揮部全面精準落實各項防控措施,保障了海上工程施工安全順利實施,完成了水平井鑽完井、監測井等作業。

在試採實施方面,利用自主研發的關鍵技術,精心開展試採測試作業和環境監測。通過不懈努力,試採持續產氣30天,創造了產氣總量86.14萬立方米、日均產氣量2.87萬立方米兩項新的世界紀錄,圓滿完成目標任務。

何時:我國天然氣水合物開採時間線

何事?何人?何時?三要素讀懂我國天然氣水合物第二輪試採

1999年,開始了海域天然氣水合物資源前期調查,中國地質調查局廣州海洋地質調查局在南海首次發現天然氣水合物存在的地球物理標誌—似海底反射(BSR)。

2002年,設立天然氣水合物資源調查國家專項,開展了多學科、多手段的調查工作。

2004年,在南海北部發現了分佈面積約430平方千米的自生碳酸鹽巖,命名為“九龍甲烷礁”。

2007年,在南海神狐海域實施天然氣水合物首次鑽探,鑽獲實物樣品,這使我國成為繼美國、日本、印度之後第四個在海底鑽獲實物樣品的國家。

2009年,國家973計劃“南海天然氣水合物富集規律與開採基礎研究”項目啟動。同年,我國第一艘天然氣水合物綜合地質地球物理調查船“海洋地質六號”(原名“海洋六號”)入列。

2011 年,啟動天然氣水合物勘查試採國家專項。

2013年,在南海珠江口盆地東部海域發現了超千億立方米級的天然氣水合物礦藏。

2015年,利用自主研製的“海馬”號4500米級深海非載人遙控潛水器,在南海北部海域發現了與天然氣水合物有關的冷泉系統,並命名為“海馬冷泉”。

2016年,在南海神狐海域發現了超千億立方米級的天然氣水合物礦藏,並鎖定試採目標。

2017年,我國海域天然氣水合物第一輪試採成功,實現連續穩定產氣60天,累計產氣30.9萬立方米。

2020年,我國海域天然氣水合物第二輪試採成功,實現連續穩定產氣30天,累計產氣86.14萬立方米,創造了“產氣總量最大,日均產氣量最高”兩項新的世界紀錄。

*本文有關素材由自然資源部中國地質調查局提供


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